Kaltevan putken laskeutuslaitteen sameuden vähentäminen: 4 laitteistopäivitystä + 6 Käyttömenetelmät 40 000 m³/d tehtaalta

Kun Kiinan uusi juomavesistandardi GB5749-2006 astui voimaan, kuluttajan hanan sameusraja putosi3 NTU - 1 NTU. 1980-luvulla rakennetussa vesilaitoksessa, jossa oli kalteva putkiselvittäjä, se merkitsi, että laskeutuneen veden - joka syöttää suodattimia - oli saatava huomattavasti puhtaampaa. Koska laskeutuneen veden sameus aiheuttaa suodatetun veden sameutta, ja suodatetun veden sameus on olennaisesti valmiin veden sameutta. 40 000 m³/d tehdas Huizhoussa otti haasteen vastaan. Tämä artikkeli kattaa tarkalleen, mitä he muuttivat - laitteistopäivitykset ja kuusi toimintatapaa, jotka yhdessä toivat laskeutuneen veden sameuden uuden standardin vaatimaan tasoon.

MIKSI SEADUNUT VEDEN SAMEUS ON SÄÄTÖPISTE

Perinteisessä vedenkäsittelylaitoksessa sameuden vähentäminen tapahtuu kolmessa peräkkäisessä vaiheessa: sedimentointisäiliö poistaa80–90%kiintoaineista ja kolloideista; suodattimet kiillottavat sen, mikä jää jäljelle; ja valmis vesi saapuu jakelujärjestelmään. Vaiheiden välinen suhde ei ole itsenäinen - se on peräkkäistä:

Laskeutuneen veden sameus ↑ → Suodatetun veden sameus ↑ → Loppuveden sameus ↑

Jos laskeutuneen veden sameus on korkea, suodattimien on toimittava kovemmin. Jos se piikittyy, suodattimet vaativat pakotetun vastahuuhtelun pysyäkseen vaatimustenmukaisina. Ja uuden standardin 1 NTU:n raja hanassa - sekä tosiasia, että putkien korroosio ja toissijainen syöttökontaminaatio lisäävät jakelujärjestelmän sameutta -tehtaalta lähtevän valmiin veden on oltava selvästi alle 1 NTU. Tämä asettaa taakan suoraan sedimentaatiovaiheeseen. Et voi suodattaa tietäsi pois huonosta asettumisesta.

Tämä ei ole vain vaatimustenmukaisuuskysymys. Sameuden vähentäminen vähentää myös mikro-organismeja, alentaa haihtuvien ja puolihaihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuutta (ja niiden mutageenista aktiivisuutta) ja on ensisijainen poistomekanismiCryptosporidium ja Giardia- alkueläinpatogeenit, joita klooridesinfiointi ei voi luotettavasti inaktivoida.

I. LAITOS - JA MIKSI KALLISTUT PUTKET TARVITSEVAT APUA

Huizhou General Water Supply Companyn Qiaodongin vesilaitos suunniteltiin 1980-luvun puolivälissä ja sen kapasiteetti40 000 m³/d vaihetta kohti. Prosessi on perinteinen mutta kiinteä: koagulointi → kalteva putken laskeutus → nopea painovoimasuodatin → desinfiointi. Raakaveden laatu tutkimusjaksolla (tammikuu 2005–huhtikuu 2007) oli keskimäärin:

Kaltevat putkenlaskettimet ovat tehokkaita pinta-alan kertomisessa ja laminaarivirtauksen stabiloinnissa, mutta niillä on luontainen rakenteellinen rajoitus:lyhyt retentioaika ja pienempi laskeutumisetäisyys tekevät niistä vähemmän vakaita kuin perinteiset säiliöt, kun raakaveden laatu tai virtausnopeus muuttuu. Jakelualueen korkeus on 1,8 m, kirkasvesivyöhyke 1,1 m, kokonaisretentioaika 33 minuuttia ja putken retentioaika vain 7 minuuttia. Kun virtauspiikki tai raakaveden sameuspiikkejä nousee, hydraulista puskuria on hyvin vähän. Tehdas tarvitsi sekä laitteistopäivityksiä että toimintakuria täyttääkseen uuden sameusstandardin.

II. NELJÄ LAITTEISTON PÄIVITYSTÄ

1. Raakaveden esiklooraus

Kloori lisättiin raakaveteen ennen koagulointia. Tämä palvelee kahta tehtävää: orgaanisten epäpuhtauksien hapettumista (hajottaa rakenteita, jotka muuten vastustavat koagulaatiota) jakolloidien epävakauttaminen- kloori poistaa orgaanisen pinnoitteen kolloidisten hiukkasten pinnoilta vähentäen negatiivista varausta ja sähköistä kaksikerroksista hylkimistä, mikä pitää hiukkaset hajallaan. Tuloksena on, että hiukkaset törmäävät ja agglomeroituvat helpommin, kun koagulanttia lisätään. Esiklooraus toimii sisäänrakennetun koagulanttiapuaineena.

2. Linjasekoitin nopeaan ja tasaiseen kemialliseen kosketukseen

Sekoitus on flokkuloinnin perusta - jos koagulantti ja raakavesi eivät sekoitu tasaisesti sekunneissa, mikään määrä flokkulaatioaikaa ei kompensoi. Tehdas asensi anin-line mikseri: raakavesiputken sisällä oleva pelkistävä putki, joka luo jyrkän nopeuden muutoksen ja paikallisen alipaineen. Pään menetys on noin 0,3 m. Suunnitteluvirtauksen alla sekoitusaika on10-20 sekuntia, ja sekoittimen sisällä syntyvä turbulenssi varmistaa, että koagulantti koskettaa jokaista raakaveden tilavuuselementtiä. Sekoitin korvasi vähemmän luotettavan mekaanisen sekoituksen passiivisella hydraulilaitteella, jossa ei ole liikkuvia osia.

3. Ristikkohöytälöintisäiliö - 27 hallitun energianhäviön kerrokset

Nykyinen rei'itetty pyörrehöytälöintisäiliö muutettiin aristikon flokkulaatiosäiliöasentamalla 27 kerrosta ristikkoa. Kun vesi virtaa jokaisen ruudukkokerroksen läpi, se supistuu ja laajenee peräkkäin luoden kontrolloituja nopeusgradientteja, jotka tuovat hiukkasia kosketuksiin, törmäävät toisiinsa ja agglomeroituvat. Tuloksena on flokkeja, jotka ovatsuuri, tiheä ja leikkausta kestäväsiihen mennessä, kun ne saavuttavat putken settlerin sisääntulon. Pohjaan lisättiin DN100 rei'itetty lieteputki (3,6 m pitkä, 30 mm reiät poikkikuviossa), jonka ulostuloon liitettiin korkeapainevesi takaisinhuuhtelua varten, kun reiät tukkeutuvat. Puskurivyöhykkeellä lietteenpoistoon käytetään kiinteää sifonia, jota ohjataan keskusvalvomosta tulevalla solenoidiventtiilillä.

4. Sormityyppiset keräyskaukalot tasaista jäteveden poistoa varten

Epätasainen kerääntyminen kirkkaalta vesivyöhykkeeltä aiheuttaa oikosulun - osa vedestä viettää vähemmän aikaa putkissa kuin suunnittelu olettaa ja kuljettaa laskeutumattomia hiutaleita jäteveteen. Tehdas korvasi alkuperäiset neliömäiset keräysreiätkymmenen ruostumattomasta teräksestä valmistettua sormikaukaloatasaisesti jakautuneena kirkkaan veden alueelle. Kaikkien keräysreikien keskikorkeus asetettiin samaan vaakatasoon. Tämä yksittäinen muutos pienensi sekä sameuseroa keräysvyöhykkeen etu- ja takaosan välillä että eroa bulkkikirkkaan veden sameuden ja yksittäisten kourujen sisällä olevan sameuden välillä.

III. KUUSI KÄYTTÖMENETELMÄÄ, JOTKA LUKITTUVAT ALHAALLE SAMEUSON

Laitteiston päivitysten jälkeen satunnaisia ​​ongelmia ilmeni edelleen: hienoja flokkihiukkasia jätevesissä, epävakaata laskeutunutta veden sameutta ja flokkia nousemassa säiliön kauimpään päähän. Nämä aiheuttivat korkean suodattimen kuormituksen ja pakotetun vastahuuhtelun. Niiden poistamiseksi systematisoitiin kuusi toimintatapaa.

Menetelmä 1 - Käytä linjasekoitinta suunnittelukuormalla

Linjasekoitin käyttää virtausnopeutta - ei mekaanista energiaa - sekoitusturbulenssin muodostamiseen. Pään menetys vaihteleevirtausnopeuden neliö. Suunnitteluvirtauksessa sekoitus on intensiivistä ja täydellistä. Pienellä virtauksella painehäviö laskee jyrkästi ja sekoitustehokkuus romahtaa. Kun laitoksen on vähennettävä tehoa sen sijaan, että kuristaisi yhtä osakuormalla toimivaa sekoitinta, strategiana on ajaa vähemmän käsittelyjunia täydellä kuormalla. Sekoittimen tulee pysyä suunnittelualueellaan aina kun mahdollista.

Menetelmä 2 - SCD-ohjattu koagulantin annostelu

Tehdas kontrolloi alun perin koagulanttiannosta manuaalisesti – käyttäjät lisäsivät kemikaaleja kokemuksen perusteella ja säädivät tulosten nähtyään. Mutta vedenkäsittelylaitos on jatkuva ja dynaaminen; siihen mennessä, kun käyttäjä näkee annoksen muutoksen vaikutuksen, väärän annoksen saanut vesi on jo kulkenut sedimentointisäiliön läpi ja päässyt suodattimiin.

Tehdas adoptoituSCD (Streaming Current Detector)ohjata. SCD on online-instrumentti, joka mittaa suoraan koagulanttilisäyksen vaikutusta - ei virtausnopeutta tai sameutta, vaan todellista streaming-virtaa, joka heijastaa kolloidisen varauksen neutralointia. Se vertaa havaittua arvoa asetusarvoon ja matemaattisen mallin avulla säätää annostelupumppua automaattisesti. Silmukka on suljettu: mittaa → vertaa → säädä → mittaa.Koagulanttiannos seuraa raakaveden muutoksia reaaliajassa, ei siinä 30–60 minuutissa, joka ihmiseltä vaaditaan huomaamaan ja reagoimaan.

Menetelmä 3 - Alhainen tulonopeus sedimentaatiosäiliöön

Flokkuloinnin jälkeen vesi tulee puskurivyöhykkeelle klo0.096 m/s, kulkee sitten hitaammin rei'itetyn seinän läpi jakeluvyöhykkeelle. Tämän vaiheittaisen nopeuden vähentämisen tarkoituksena on säilyttää flokin eheys. Flokkulaatiosäiliöstä selvinneet flokit voivat edelleen leikata erilleen äkillisen nopeusgradientin vaikutuksesta laskeutusaukossa. Pitämällä sisääntulonopeuden alhaisena - ja varmistamalla, että rei'itetty seinä jakaa virtauksen tasaisesti säiliön leveydelle - estää hiutaleen rikkoutumisen viimeisellä mahdollisella hetkellä ennen laskeutumista.

Menetelmä 4 - Oikea-aikainen lietteen poisto, mukaan lukien kuolleet alueet

Kaltevilla putkiselvittimillä on luontaiset lietteenpoistokuollut vyöhykkeet - lietettä kerääntyy enemmän poistoputken etäpuolelle kuin lähelle. Seuranta vahvisti asiankirkkaan veden sameus on pienempi pystyputken puolella. Kun lietettä kertyy kerääntymisalueelle, ylöspäin suuntautuva virtaus voi hankaamaan pohjalietteen ja nostaa höyhenet takaisin suspensioon. Kun lietettä kertyy putkien sisään, pienentynyt virtauksen poikkileikkaus lisää paikallista nopeutta ja nopeampi virtaus nostaa laskeutuneita tai jo laskeutuneita flokkeja. Molemmat mekanismit lisäävät jäteveden sameutta.

Ratkaisu on kaksijakoinen:säännöllinen lietteen poisto kerääntymisvyöhykkeeltä ja säännöllinen putkien pintojen puhdistus. Myös flokkulointisäiliössä ja puskurivyöhykkeessä oleva liete on poistettava - nämä kerrostumat syöttävät vanhentuneita, rikkoutuneita flokkifragmentteja laskeutusaineeseen.

Menetelmä 5 - Pidennä sifonin lietteenkerääjän viipymistä säiliön päissä

Laitos käyttää automaattisesti ohjattua sifonityyppistä mekaanista lietteenkerääjää. Käytön aikana keräin ontarkoituksella hidastettu molemmista päistäsen kulkua, ja viipymäaikaa päissä pidennetään, jotta varmistetaan lietteen perusteellinen poisto vyöhykkeiltä, ​​joissa kerääntyminen on pahin. Kun sisääntulon sameus on korkea, säiliön puhallusventtiili avataan samanaikaisesti mekaanisen lietteenkeräyksen kanssa pohjalieteveden tyhjentämiseksi. Uppopumppuja suunnitellaan asennettavaksi tärkeimpiin vyöhykkeisiin lisälietteen poistoa varten.

Menetelmä 6 - Vahvista toimintakuria ja järjestelmätason koordinaatiota

Tämä laitos toimii virtauksen ja paineen säätäjänä koko kaupungin vesihuoltojärjestelmässä jakaa raakaveden ottopumput ja putkistot muiden laitosten kanssa. Kun imupumppuasema vaihtaa suurten ja pienten pumppujen välillä tai muut laitokset avaavat tai sulkevat imuventtiilit, tähän laitokseen saapuva virtaus ja paine muuttuvat äkillisesti. Raakavesivaihdon hydrauliolosuhteet. Koagulanttiannoksella - jopa SCD-kontrollilla - on vasteviive. Kun laskeutusaineessa on vain 33 minuuttia kokonaisretentioaikaa, äkillinen virtauksen muutos voi työntää laskeutumatonta vettä suodattimiin ennen kuin annostelujärjestelmä mukautuu.

Vastatoimi onjärjestelmätason koordinointi. Keskusvälittäjät, jotka ovat tietoisia tämän laitoksen erityisen herkkyydestä, koordinoivat pumppujen vaihtoja ja venttiilitoimintoja useiden laitosten ja imuaseman välillä.minimoi virtauksen ja paineen vaihteluiden suuruus ja taajuus. Tehtaan lattialla strukturoitu partiojärjestelmä varmistaa, että käyttäjät tarkkailevat säännöllisesti flokkien muodostumista ennen ja jälkeen rei'itettyä seinää sekä lietteen kertymistä laskeutumisvyöhykkeelle. Koulutus - mentorointi, taitojen kehittäminen työssä - rakentaa kykyä arvioida reaaliaikaisia ​​olosuhteita ja puuttua asiaan ennen kuin pienestä poikkeamasta tulee sameusretki.

SÄÄDETTÄVÄT MUUTTUJAT – YHTEENVETO

YDINTILAUS

Kaltevan putken selkeyttimen lyhyt viipymäaika - 33 minuuttia yhteensä, 7 minuuttia putkissa - on sekä sen etu (kompakti, edullinen) että sen haavoittuvuus (kapea hydraulinen puskuri). Kun kaikki ylävirtaan on optimoitu - kun sekoitus on intensiivistä ja nopeaa, kun koagulanttiannos seuraa reaaliaikaista veden laatua, kun putkiin tulevat hiutaleet ovat suuria ja leikkauskestäviä, kun liete poistuu ennen kuin se kerääntyy ja kun virtauksen muutoksia vaimentaa järjestelmätason koordinointi - laskeutusaine toimittaa laskeutuneen veden sameuden riittävän alhaiseksi ilman suodattimia. Jätä jokin näistä väliin, ja sameusluku suodattimen sisääntulossa kertoo tarinan.

Huizhoun tehtaan kokemukset osoittavat, että 1980-luvun vintage-kaltevalla putkiselvittimellä saatava alle 1 NTU:n vesi on saavutettavissa – mutta se edellyttää, että settleria ei käsitellä eristettynä laitteena vaan ketjun loppupäänä, joka alkaa raakaveden kloorauksella ja päättyy keräyskaukaloon. Jokainen lenkki tässä ketjussa on ohjauspiste.